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Les recherches en nanotechnologie ont été largement focalisées, au départ, sur la réalisation de composants dont les performances pourraient pallier la fin possible des technologies silicium. La manière d'alimenter ces composants, quant à elle, s'est limitée à une approche macroscopique. L'émergence de stratégies originales à l'échelle nanométrique pour la génération de signaux, notamment alternatifs, est pourtant aussi vitale que prometteuse dans un contexte de maîtrise des énergies.
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1. Contexte
Pascal VINCENT est maître de conférences LPMCN-UCBL.
Anthony AYARI est chargé de recherche LPMCN-CNRS.
L'accroissement constant de la densité de transistors dans les microprocesseurs les rend de plus en plus gourmands en énergie. Cette forte consommation induit des phénomènes de dissipation et donc d'échauffement pouvant entraîner la destruction des composants. Pour éviter de tels regrettables incidents, d'importantes mesures d'évacuation de la chaleur sont nécessaires. Mais le problème reste que, à terme, la production même d'énergie pour faire fonctionner des nanocomposants risque d'être rédhibitoire. Ainsi, il a été proposé de générer de l'énergie à l'échelle nanométrique par effet piézoélectrique, thermoélectrique ou photovoltaïque. Il reste que ces phénomènes ne permettent pas, par eux-mêmes, de générer des signaux alternatifs. Or, si l'on en croit la bible de l'électronique, à savoir l' « Horowitz » [1], en introduction sur les oscillateurs : « an oscillator of some sort is as essential an ingredient in electronics as a regulated supply of dc power... a device without an oscillator either doesn't do anything or expects to be driven by something else » (un oscillateur est un ingrédient aussi essentiel qu'un générateur continu... un composant sans oscillateur ne fait rien ou doit être piloté par quelque chose d'autre).
1.1 Signaux alternatifs à l'échelle nanométrique. Besoins et applications
Les avantages attendus d'une diminution de la taille d'un générateur de signaux alternatifs sont :
-
la réduction de l'encombrement permettant une intégration de toujours plus de fonctionnalités dans le même volume ;
-
la réduction de la consommation d'énergie entraînant une plus grande autonomie ;
-
la réduction du coût de fabrication ;
-
une augmentation de la rapidité des dispositifs et donc une augmentation de la plage de fréquence de fonctionnement.
De tels atouts semblent séduisants pour les applications en télécommunication avec par exemple le téléphone portable qui fonctionne à haute fréquence, intègre de plus en plus de fonctionnalités et dont les batteries ne permettent plus une autonomie confortable pour les utilisateurs. Ce n'est d'ailleurs pas un...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HOROWITZ (P.), WINFIELD (H.) - The art of electronics (L'art de l'électronique). - Cambridge University Press (1re édition), p. 162 (1980).
-
(2) - YANG (Y.T.), CALLEGARI (C.), FENG (X.L.), EKINCI (K.L.), ROUKES (M.L.) - Zeptogram-scale nanomechanical mass sensing. - Nano Letters, American Chemical Society, 6, p. 583-6, avr. 2006.
-
(3) - BURG (T.P.), GODIN (M.), KNUDSEN (S.M.), SHEN (W.), CARLSON (G.), FOSTER (J.S.), BABCOCK (K.), MANALIS (S.R.) - Weighing of biomolecules, single cells and single nanoparticles inÌ fluid. - Nature, Nature publishing group, 446, p. 1066-9, avr. 2007.
-
(4) - GLENDINNING (P.) - Stability, instability and chaos : an introduction to the theory of nonlinear differential equations (Stabilité, instabilité et chaos : une introduction à la théorie des équations différentielles non linéaires). - Cambridge university press, 380 p. (1994).
-
(5) - * - Cet ouvrage [4] constitue bonne introduction. Divers autres documents peuvent être trouvés sur le net. Nous conseillons par exemple « Lecture...
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